【正文】 等優(yōu)點。 當(dāng)液體沿填料層向下流動時，有逐漸向塔壁集中的趨勢，使得塔壁附近的液流量逐漸增大，這種現(xiàn)象稱為壁流。填料的上方安裝填料壓板，以防被上升氣流吹動。 目錄 第一章 緒論 .................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。課程設(shè)計是增強(qiáng)工程觀念，培養(yǎng)提高學(xué)生獨立工作能力的有益實踐。 化工原理課程設(shè)計 設(shè)計題目： 清水吸收氨 氣的填料塔裝置設(shè)計 專 業(yè)： 應(yīng)用化學(xué) 學(xué)生姓名： 學(xué)生學(xué)號： 院 級 班： 指導(dǎo)老師： 前言 ： 課程設(shè)計是比較綜合性和實踐性較強(qiáng)的教學(xué)環(huán)節(jié)，是理論聯(lián)系實際的橋梁，是使學(xué)生體察工程實際問題復(fù)雜性、學(xué)習(xí)化工設(shè)計基本知識的初次嘗試。同時，通過課程設(shè)計，還可以使學(xué)生樹立正確的設(shè)計思想，培養(yǎng)實事求是、嚴(yán)肅認(rèn)真、高度責(zé)任感的工作作風(fēng)。 這次課程設(shè)計我把 聚丙烯階梯填料應(yīng)用于水吸收氨過程的工藝設(shè)計以及工程問題。 填料塔是以塔內(nèi)的填料作為氣液兩相間接觸構(gòu)件的 傳質(zhì)設(shè)備 填料塔的塔身 是一直立式圓筒，底部裝有填 料支承板，填料以亂堆或整砌的方式放置在支承板上。填料塔屬于連續(xù)接觸式氣液傳質(zhì)設(shè)備，兩相組成沿塔高連續(xù)變化，在正常操作狀態(tài)下，氣相為連續(xù)相，液相為分散相。液體再分布裝置包括液體收集器和液體再分布器兩部分，上層填料流下的液體經(jīng)液體收集器收集后，送到液體再分布器，經(jīng)重新分布后噴淋到下層填料上。同時也取決于許多參數(shù)，如氣體負(fù)荷、液體負(fù)荷、物料性質(zhì)、操作壓力、填料濕潤性能和液體分布不均勻等等。液體自塔頂經(jīng)液體分布器噴灑于填料頂部，并在填料的表面呈膜狀流下，氣體從塔底的氣體口送入，流過填料的空隙，在填料層中與液體逆流接觸進(jìn)行傳質(zhì)。 第三章 填料塔的設(shè)計方案 液體捕沫器填料壓板塔殼填料填料支承板液體再分布器填料壓板填料支承板氣體氣體液體 填料塔具有結(jié)構(gòu)簡單、容易加工、生產(chǎn)能力大、壓降小、 吸收效果好、操作彈性大等優(yōu)點，所以在工業(yè)吸收操作中被廣泛應(yīng)用。 逆流操作的特點是：傳質(zhì)平均推動力大，傳質(zhì)速率快，分離效率高，吸收劑利用率高。（如下圖所示） 填料的類型與選擇 填料的種類很多，根據(jù)裝填方式的不同，可分為散裝填料和規(guī)整填料兩大類。 。 填料的選取包括確定其種類、規(guī)格、及材質(zhì)等。 填料規(guī)格的選擇 工業(yè)塔常用的散裝填料主要有 Dn16\Dn25\Dn38\ Dn76 等幾種規(guī)格。常用填料的塔徑與填料公稱直徑比值 D/d 的推薦值列于。陶瓷材質(zhì)的材料耐腐蝕性較好，耐濕性強(qiáng)，價格便宜，但易破損。由手冊查得 20 ℃ 水的有關(guān)物性數(shù)據(jù)如下： 1. =2. 粘度： ==3. =4. 20℃ : H=5. 20℃ ： = /h 6. 20℃ ： = /s= /h 氣相物性數(shù)據(jù) 1. 混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為 0 .0 6 1 7 .0 3 0 4 0 .9 4 2 9 2 8 .2 8 1 8v m i iM y m? ? ? ? ? ? ? 2. 混合氣體的平均密度 由31 0 1 . 3 2 8 . 2 8 1 8 1 . 1 7 6 18 . 3 1 4 2 9 3VMvm PM kg mRT? ?? ? ?? 得： R= 3 /m KPa kmol K?? 3. 混合氣體黏度可近似取為空氣黏度。 4. 確定塔徑及塔的流體力學(xué)性能計算?；旌蠚怏w的黏度可近似取為空氣的黏度。所以要在全塔范圍應(yīng)用吸收速率關(guān)系式，就要采用微分方法，然后積分得到填料層的總高度。 填料層壓力 降的計算 采用 Eckert 通用關(guān)聯(lián)圖計算填料層壓降 橫坐標(biāo)為： )()( ?????LVVL ???? 查表得： 11 1 6 ??? mP 縱坐標(biāo)為： ????????? LLVPgu ???? 查圖得， mpaZP /?? 填料層壓降為： k p apaP ???? 至此，吸收塔的物科衡算、塔徑、填料層高度及填料層壓降均已算出 。其作用是用于支撐塔填料及所特有的氣體、液體的質(zhì)量，同時起著氣液流道及氣體均布作用：大體可分為兩類：（ 1）平板形支撐板 （ 2）氣體噴射型。 塔徑 mmD 800? ，設(shè)計柵板由兩塊組成。 由于塔徑 D=800mm ，填料床層壓板可以采用分塊式柵板，每塊寬度為 400mm，每塊重量不超過 600N，以便于從人孔中裝入、取出。 。 液體分布器的選型 ： 液體在塔頂?shù)某跏季鶆驀娏?，是保證填料塔達(dá)到預(yù)期分離效果的重要條件。 液體引入排管噴淋器的方式采用液體由水平主管一側(cè)引入，通過支管上的小孔向填料層噴淋。根據(jù) Eckert 建議，當(dāng) mmD 750? 時，每 260cm 塔截面設(shè)一個噴淋點?？蛇x用多孔盤式再分布器。 吸收 塔的內(nèi)徑 D=800mm 壁厚的計算 Q235B當(dāng) ? 在 34mm 的范圍內(nèi)時 ? ? MPat 113?? ，操作壓力 kpaPc ? ，設(shè)計壓力為： K p ak p app c ??? ， 選取雙面焊無損檢測的比例為全部，所以 1?? 計算壁厚： ? ?2121 CCCCppDt id ????? ?????? ???，取 1C =， 2C =1 所以 mmd ` ????? 圓整后取 mmn 3?? （因為 Q235B 材料的設(shè)備最少壁厚為 3mm，即 mm3m in ?? ） 強(qiáng)度校核 求水壓試驗時的應(yīng)力。球冠形封頭、平板封頭都存在較大的邊緣應(yīng)力，且采用平板封頭厚度較大，故不宜采用。 T tpP??? MPas 235?? ， MP aT )( ?? ???? ? ??? 滿足條件 且 )(3 ?????? Cne ?? mmD siT % 0 0% ????? ??? 所以 e? %iD? 滿足條件。由于氨氣溶于水中易于產(chǎn)生泡沫為了防止泡沫隨出氣管排出，影響吸收效率，采用除沫裝置，根據(jù)除沫裝置類型的使用范圍，該填料塔選取絲網(wǎng)除沫器。 工業(yè)上，一般氣體進(jìn)料流速為 1020m/s mmuVD Si 400044 ?????? ? ,厚度為 8mm，所以取外徑為 。 填料卸出口 根據(jù) 填料塔的特點，需要有填料卸出口，以便于檢修時將填料卸出， 填料卸出口的結(jié)構(gòu)與人孔或手孔類似。其優(yōu)點是補(bǔ)強(qiáng)金屬集中于開孔應(yīng)力最大部分，應(yīng)力集中現(xiàn)象得到大大緩和。 柵板高度 本設(shè)計選用柵板式支撐板，柵板式的支撐結(jié)構(gòu)較為常用，由豎立的扁鋼制成。 支持板高度 支持板對于支撐支持圈，同時為支撐填料起著至關(guān)重要的作用。本次設(shè)計使用分配錐形再分布器，高度為 80mm。 塔底段高度 塔底空間高度具有中間貯槽的作用，塔釜料液最好能在塔底有 58分鐘的儲量，以保證塔底料液不致排完。 第 十二章 塔體總設(shè)備總質(zhì)量 塔設(shè)備的總質(zhì)量 ： 54321 mmmmmM ????? 式中： M代表塔設(shè)備得總質(zhì)量， kg； 1m 代表塔體的質(zhì)量， kg； 2m 代表封頭的質(zhì)量， kg； 3m 代表填料的質(zhì)量， kg； 4m 代表 內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其它附件總質(zhì)量； 塔體的質(zhì)量 DN=800mm, ， 直 邊 高 度 的 橢 圓 形 封 頭 ， 其 每 米 質(zhì) 量 為 79kg ，則11 79 15 118 5m q L k g? ? ? ? ? 封頭的質(zhì)量 因為填料塔的 DN=800mm， ，直邊高度為 25mm，其質(zhì)量為 2 kg? 則 222 2 q k g? ? ? ? 填料質(zhì)量 填料堆積密度 3/ mkgp ?? ，填料高度為 h=12m, 則 kgVmp 23 ?????? ?? 內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其它附件總質(zhì)量 m5=600kg 水壓試驗的質(zhì)量 kgm 1 0 9 9 85 ?????? 則塔的大體質(zhì)量約為 ： kgmmmmmM ?????? 第 十三章 容器的支座與焊接 本設(shè)計選用裙式支座，也稱裙座。裙座體上放開直徑為 50mm 的排氣孔，在底部開設(shè)排液孔，以便液體隨時排出液體。 裙座體與塔體的焊接形式有搭接焊縫與對接焊縫。hh ） Umin—— 最小液體噴淋密度， m3/（ m2h ） V—— 混合氣體的粘度， kg/（ m 本設(shè)計中，開始的時候我打算采用 Eckert 通用關(guān)聯(lián)圖計算泛點氣速，但是我發(fā)現(xiàn)用查圖的方法誤差很大，同時參考了其他的一些資料上的算法發(fā)現(xiàn)也有用貝恩（ Bain） —— 霍根關(guān)聯(lián)式計算泛點氣速的，所以最后采用了關(guān)聯(lián)式來計算泛點速度 .在填料的選擇中，我?guī)缀跏怯门懦▉磉x擇的，后來認(rèn)為 DN38 計算得的結(jié)果比比較好。 本設(shè)計我們所設(shè)計的填料塔產(chǎn)能大，分離效率高，持液量小，填料塔結(jié)構(gòu)較為簡單，造價適合